《矿井通风与空调》实验指导书.doc

《矿井通风与安全》实验指导书 （采岩工程专业适用） 中南大学资源与安全工程学院 2005年8月实验一　　风流点压力及压差的测定 一、实验目的 掌握风流点压力及压差的测定方法 二、实验内容 了解压差计、皮托管的构造原理，熟悉使用皮托管、压差计测定实验风筒内风流的静压（hs）、动压(hv)、全压(ht)及压差 (h1－2)的方法。真正理解抽出式、压入式通风时，静压、动压及全压三种压力之间的关系。 三、实验所用仪器及其构造原理 风流的静压、动压、全压和压差通常用U形压差计、单管倾斜压差计或补偿式微压计与皮托管配合测量的。 1.U形压差计 它可分为垂直和倾斜两种类型，它都是由一内径相同，装有蒸馏水或酒精的U形管与刻度尺所构成。如图1－1： （a）U形压差计 （b）倾斜压差计 图1－1 它的测压原理： U形管两侧液面受到相同压力时，液面处于同一水平，当两侧压力不同时，压力大的一侧液面下降，另一测液面上升，两液面间的高差所产生的压力即为所测压力差。 对于垂直U形管压差计来说，两液面的高差L就是两侧压力差H。 H=L （Pa） （1－1） 对于倾斜压差计来说，两侧施加不同压力后液面所错开的距离为L＇，则两侧的压力差是： H=L＇sinα （Pa）α——U型管倾斜的角度。 U形压差计精度低，一般只能达到1mm液柱，多用于测量较大的压差。倾斜U形压差计精度比垂直U形压差计精度要高一些。 2.单管倾斜压差计 单管倾斜压差计是由一个较大断面的容器A与一个可调倾斜角小断面的倾斜测压管B相互连通而成，通常A与B断面的比例为250～300，其中充有适量的酒精。 图1－2单管倾斜压差计原理图 它的测压原理：当A与B内承受相同的压力时，液面保持水平，当A与B内承受的压力不同时（A内压力较大），A内液面稍有下降，B内液面上升，因A容器断面较大，下降值一般可以忽略不计。 两侧的压差可按下式计算： (Pa) （1－3） 式中： L——倾斜测压管的始末读数差。 K——仪器校正系数。（包括倾斜角度a与大断面容器液面下降时读数的校正）通过实验方法测定，其值通常分为1/2、1/5、1/10、1/25、1/50等，可根据所测量压差大小来选取。 Δ——仪器所用液体的比重，酒精为0.8。 单管倾斜压差计的主要部分有盛液容器A，倾斜管B，控制阀门，带密闭盖的酒精注入口以及一个确定倾斜角度或K值的弧形架。 测定方法: （1）根据所测压差的大小调整倾斜管所需的倾角（K值）。 （2）将仪器底座调平，使水准仪水泡位于中心。 （3）读倾斜管的初读数。 （4）将较大压力端用胶管与容器A连通，较小压力端与倾斜管B连通。 （5）读倾斜管的末读数。 （6）根据公式计算两端压差。 3.补偿式微压计 补偿式微压计由盛水容器A和B通过胶管连通而成。容器B固定不动，内装有水准头，容器A可以上下移动。其原理图如图（1－3）。 图1－3 补偿式微压计原理图 在无压差时，两容器水面处于同一水平面位置。当容器A和容器B受到不同压力时（B容器与较大的压力连接），迫使B的液面下降，水准头露出，同时A内液面上升，测量时转动固定在丝杆的刻度盘，容器A借助于丝母沿丝杆上升，直至B中液面回到水准头所在的水平为止。即通过提高容A的位置，用液柱高度来平衡（补偿）压力差造成的B中液位下降，并恢复到原来的位置，此时A所上升的高度即是压力差H造成的液柱高度。即 H=L （Pa） 图1－4 皮托管 皮托管是由两根金属同心管构成，内管1与外管2互不相通，内管的一端通过管嘴直接与前孔4相通，管嘴正对风流，它能感受到该点的动压和静压，即标有“+”的管脚是用来测量风流全压。外管为一断面成环状的空间，与圆管壁上有4－6个的侧孔（3）连通，这些侧孔通过外管与标有“－”的管脚相通，由于侧孔与风流方向垂直，只能感受到风流的静压，即标有“-”接管是测量静压的管脚。 在安装皮托管时，必须使管嘴正对风流方向，其左、右、上、下偏差不得超过50。 四、实验步骤 （1）安平压差计或微压计，对零或记下测压管的倾斜系数K，读出压差计或微压计的初读数。 （2）根据所测风道某断面中心的动压，静压与全压的要求，用胶管联接好仪表，并读出末读数。 （3）改变通风方式，测出中心点的静压、动压与全压，并验证公式ht＝|hs|±hv.。 （4）测出风道内两断面之间的压差。 五、实验报告内容 1.绘出不同通风方式时，测定风筒中风流的静压、动压、全压及压差所用用仪器的连接示意图及其液面位置关系（压差计、微压计用U形管表示）。 2.填写实验记录表，详见表1。 3.计算两种不同通风方式时，各测点的静压、动压、全压及压差。 4.计算中心点的静压、动压和全压。 5